ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 2
соответствовать малым на |
L |
|
|
|
|||||
пряжениям и приближаться |
200 |
|
|
|
|||||
к кратности при постоянном |
|
|
|
||||||
напряжении. Участки кри |
|
|
|
|
|||||
вых |
правее |
максимума не |
100 |
|
|
|
|||
сливаются |
вследствие |
того, |
|
C v |
|||||
что активная |
проводимость |
|
|
||||||
фотослоя зависит, хотя и |
|
|
\ |
500 |
|||||
мало, |
от |
частоты |
рабочего |
100 |
|
1000 |
|||
напряжения. |
|
|
|
150 |
200 |
U,В |
|||
Из |
предыдущих |
рассуж |
Рис. |
2.14. Экспериментальная |
|||||
дений видно, |
что максималь |
зависимость |
кратности |
токов |
|||||
ное значение L будет достиг |
от |
напряжения и частоты. |
|||||||
нуто при |
напряжении |
£/0Пт, |
|
|
|
|
обеспечивающем примерное равенство емкостного и тем пового токов. Поэтому
«Сф^О /РфМ ВДЛ . |
(2,8) |
Отсюда |
|
(UoaJ U y ^ f B 9^(2b). |
(2.9) |
Соблюдение этого условия делает знаменатель уравне ния (2.7) равным примерно величине /ерф/6. Подставляя это значение вместо знаменателя формулы (2.7) и учи тывая, что (£=/рф) (U/Uo) асв^юСф, получаем прибли женное выражение для наибольшей кратности токов при переменном напряжении:
(2. 10)
2“с,,/вфР<* ((ерф/3)<вф
Анализ уравнений (2.9) и (2.10) показывает, что уве личение кратности путем уменьшения частоты f или со противления рф неизбежно снижает U0Пт, что нежела
тельно, так как при этом снижается рабочее напряже ние и падает яркость. Из уравнения (.2.10) следует, что f и рф одинаково влияют на ход функции ,£~ и что кратность фотопроводника (L=) на постоянном напря жении не описывает полностью его основных парамет ров: кратность на переменном напряжении и рабочее напряжение Uonт. Необходимо также учитывать е, рф,. б, аф и асв. Поэтому приводимые характеристики фотопро водников при постоянном напряжении являются пред варительными и обычно необходимо дальнейшее их уточнение.
№
Изменение удельного темпового сопротивления , рф возможно не только технологически, но также и пода чей на фотопроводник постоянного напряжения [50]. Определим механизм влияния смещения и дадим ему полуколичественную оценку. В этом случае уравнение для кратности токов имеет вид
L |
V jv C ф + (£ = */_ 'Рф) (</_ + и =) |
(2. 11) |
|
|
(U -'Эф) (U |
U—) |
|
Отсюда следует, что характер зависимости коатности от U= должен быть аналогичен зависимости от U
Этот вывод подтверждается экспериментальными |
|
дан |
||||||||
|
|
|
|
|
ными. Из рис. 2.15 видно, |
|||||
|
|
|
|
|
что |
при |
малых |
величинах |
||
■ 60 |
|
|
|
|
переменных напряжений по |
|||||
|
|
|
|
|
дача |
постоянного напряже |
||||
АО |
|
|
|
|
ния |
увеличивает |
кратность. |
|||
|
|
\о о в |
|
При |
большом значении |
пе |
||||
20 |
|
|
ременного напряжения, |
ко |
||||||
|
|
|
|
|||||||
|
А50 |
|
|
гда его величина уже обе |
||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
200 ■ |
|
спечивает |
максимум |
крат |
||||
|
|
100 |
и=,в |
|
ности, добавление постоян |
|||||
Рис. |
2.15. |
Экспериментальная |
ной Составляющей приводит |
|||||||
только к ухудшению кратно |
||||||||||
зависимость |
кратности |
токов |
сти. Физически это вытекает |
|||||||
от |
величины дополнительного |
|||||||||
постоянного |
напряжения |
11= |
из того |
факта, |
что |
посто |
||||
|
при |
разных |
U |
|
янная составляющая |
увели |
||||
|
|
|
|
|
чивает активный ток, |
никак |
не изменяя емкостного тока. Поэтому ее введение по результату должно быть аналогично некоторому умень шению рабочей частоты при работе па одном перемен ном напряжении. Различие заключается только в том, что с уменьшением частоты кратность растет вследствие спада емкостного тока при неизменном активном, а вве дение постоянной составляющей повышает активный ток при постоянном емкостном.
Введение постоянной составляющей сопровождается также сдвигом максимума кратности в область мень ших переменных напряжений (рис. 2.16). Таким обра зом, введение постоянной составляющей целесообразно только в том случае, когда возможно снизить рабочее напряжение на фотосдое, а следовательно, ц ца эл?к-
9Q .
тролюминофоре (на нем падает определенная доля на пряжения, приложенного к фотослою). С точки зрения электролюминесцентного прибора это равносильно по вышению контрастности и уменьшению выходной ярко сти устройства. Поэтому следует осторожно относиться к сообщениям о возможности значительного улучшения параметров усилителя света путем введения постоянной составляющей.
Возвратимся к вопросу о параметрах фотопроводни
ка. На основании формулы (2.10) |
следует, что парамет- |
|||||||||||
*рами, |
определяющими |
|
работоспособность |
фотопровод- |
||||||||
|Никового слоя, кроме кратности |
токов |
являются |
также |
|||||||||
■е и показатели нелинейности а((1 и асв. Последние |
пара |
|||||||||||
метры особенно важны, так как |
|
|
|
|
|
|||||||
их изменением можно было бы |
|
|
|
|
|
|||||||
достигнуть |
результатов, |
недости |
|
|
юов |
|
||||||
жимых практически любым изме |
|
|
У |
|
||||||||
80 4 |
|
|
|
|||||||||
нением других параметров. Так, |
|
|
|
|||||||||
Например, |
если бы удалось урав |
|
|
|
50 |
|
||||||
нять а'ф и аСв, то максимальная 60 |
|
|
|
|
||||||||
кратность достигла |
бы |
значения |
|
|
|
|
|
|||||
кратности при постоянном напря |
U0 |
|
|
|
|
|||||||
жении (увеличение на несколько |
|
|
|
|
||||||||
порядков), как это видно из фор |
|
|
|
|
|
|||||||
мулы |
(2.10). К сожалению, |
уп |
го |
|
! |
< |
|
|||||
равление |
показателями |
степени |
|
|
|
|
||||||
затруднено, так как нелинейность |
|
|
|
|
\ |
|||||||
вызвана явлениями на барьерах и |
о |
) |
L |
|
|
|||||||
технологически трудно управ-, |
|
100 |
ZOO |
U^,B |
||||||||
ляема. |
|
|
|
|
|
|
Рис. |
2.16. |
Эксперимен- |
|||
Часто для упрощения измере |
тальная |
зависимость |
||||||||||
ний |
фотопроводники |
оценивают |
кратности |
токов |
от пе- |
|||||||
по |
результатам, полученным |
на |
ременного |
напряжения |
||||||||
постоянном напряжении — по ве |
|
U„ при |
разных |
£/=, |
||||||||
личине |
кратности |
и |
фототоку. . |
|
|
|
|
Предполагается, что чем выше эти величины, тем лучше фотопроводник. Отсюда следует, что при повышении крат ности L= увеличивается и рабочая кратность и с этой точки зрения увеличение L= целесообразно. Однако многообразие поведения других важных параметров мо- ?кет свести к нулю достигнутое преимущество. Особенно нежелательно использование постоянного напряжения вследствие различия а для постоянного и переменного
напряжений. |
|
7—419 |
97 |
Таким образом, проведенный анализ показывает не достаточность одного или двух критериев для оценки фотопроводника как элемента оптоэлектронного устрой ства, особенно если фотопроводник нелинеен. К этому вопросу мы еще вернемся при рассмотрении электролюминесцентных усилителей света.
Влияние несинусоидальности тока на яркость электролюминесценции
Рассмотрим два дополнительных следствия, вытекающих из не линейности вольт-амперных характеристик фотопроводников. Наибо лее просто и экономично питать электролюминесцентные устройства
синусоидальным напряжением. Параметры |
электролюминесцентного |
||||||||||||
|
|
|
|
излучения |
порошковых |
мате |
|||||||
r v |
|
|
|
риалов наиболее подробно изу |
|||||||||
|
|
|
чены именно для этого вида" |
||||||||||
|
|
|
возбуждения. Включение нели |
||||||||||
|
|
|
|
нейного элемента в цепь элек |
|||||||||
|
|
|
|
тролюминесцентного устройства |
|||||||||
|
|
|
|
(фотопроводника) |
|
искажает |
|||||||
Рис. 2.17. Схема для измерения |
форму напряжения на ЭЛК, |
что |
|||||||||||
не |
позволяет |
заранее |
опреде |
||||||||||
пиковых |
значений токов.' |
лить по известным |
параметрам |
||||||||||
|
|
|
|
приложенного |
напряжения |
па |
|||||||
|
|
|
|
раметры излучения. Кроме то |
|||||||||
|
|
|
|
го, неясно, как определять ток, |
|||||||||
|
|
|
|
проводимость и другие параме |
|||||||||
|
|
|
|
тры фотопроводника, если фор |
|||||||||
|
|
|
|
ма фототока сильно искажена. |
|||||||||
|
|
|
|
|
Наиболее |
правильным |
ре |
||||||
|
|
|
|
шением задачи является созда |
|||||||||
|
|
|
|
ние измерителя токов (напря |
|||||||||
|
|
|
|
жений), который реагировал бы |
|||||||||
|
|
|
|
на отклонение от синусоидаль |
|||||||||
|
|
|
|
ной |
их |
формы так |
же, как и |
||||||
|
|
|
|
ЭЛК. Яркость свечения ЭЛК |
|||||||||
|
|
|
|
зависит от напряжения на нем |
|||||||||
|
|
|
|
не слабее, |
чем |
Uz’5-^-U3. В то |
|||||||
|
|
|
|
же время яркость свечения от |
|||||||||
|
|
|
|
длительности |
действия |
напря |
|||||||
Рис. 2.18, Экспериментальная за |
жения |
(импульса) |
зависит |
||||||||||
висимость выпрямленных токов от |
значительно слабее (гл. 3). Из |
||||||||||||
напряжения |
при |
освещенности |
менение |
формы |
импульса все |
||||||||
10 |
лк и частоте |
1 000 Гц: |
гда можно представить, как |
||||||||||
/; |
2: 3 — различные образцы. |
переход |
от |
импульса |
с |
одной |
|||||||
|
|
|
|
длительностью |
к |
импульсу |
с |
||||||
|
|
|
|
другой эквивалентной |
длитель |
ностью. Для заданной частоты возбуждающего напряжения измене ния эквивалентной длительности будут незначительными даже при существенных вариациях в форме вольт-амперной характеристики це пи ЭЛК — фотопроводник. Поэтому можно считать, что если прибор будет измерять пиковое значение, то практически независимо от фор-
95 |
‘ |
rfbi пйка ошибка будет незначительна. Например, изменение эффек тивной длительности в 1,3 раза приведет к погрешности в яркости В порядка 10%. Эта погрешность даже меньше той, которая возникла при ошибке 5% в определении амплитуды. (Последняя дает погреш ность в яркости порядка 15%). Таким образом, под проводимостью фотопроводпика следует понимать отношение мгновенного пикового
значения т о к а к амплитудному значению синусоидального напря жения.
П и к о в о е з н а ч е н и е |
тока |
удобно определять прибором, упрощен |
|||||
н а я с х е м а |
которого |
показана на рис. 2.17. В этой схеме Я* — изме |
|||||
ряемое сопротивление фотопровод |
|||||||
ника; |
C i— переходная |
емкость; |
|||||
M i— диод, |
детектирующий |
посто |
|||||
янную |
составляющую |
в точке Е\ |
|||||
Дг — диод, |
заряжающий |
емкость |
|||||
С% до |
постоянного |
|
напряжения, |
||||
равного полному размаху |
|
напря |
|||||
жения на сопротивлении R &\ Ri — |
|||||||
внутреннее |
сопротивление |
|
вольт |
||||
метра |
V, измеряющего постоянное |
||||||
напряжение на емкости С2. Зная |
|||||||
сопротивление |
R&, |
можно |
легко |
||||
определить |
ток |
через фотопровод |
ник. Для повышения точности измерений возможно менять вели чину сопротивления 7?а, добиваясь
постоянного |
значения |
напряжения |
Рис. |
2.19. |
Экспериментальная |
|||||
на выходном вольтметре. В этом |
||||||||||
случае диоды |
будут |
работать |
зависимость |
выпрямленного |
||||||
в одной и той же точке своей ха |
тока от напряжения при раз |
|||||||||
рактеристики |
и |
их неидеальность |
|
личных частотах. |
||||||
не будет влиять на точность изме |
7,мкА |
|
|
|||||||
рений. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Экспериментальные исследова |
|
|
|
|
|||||
ния показывают, |
что |
вольт-ампер- |
|
|
|
|
||||
ная |
характеристика |
порошкового |
0,0В |
|
|
|||||
фотопроводника |
несимметрична. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||
Поэтому при подаче на слой фото |
|
|
|
|
||||||
проводника синусоидальногона |
|
|
|
Г |
||||||
пряжения в цепи возникает выпрям |
|
|
о |
|||||||
ленный ток (рис. 2.18). Направле |
|
|
/ faL,B |
|||||||
ние выпрямленного тока в образ |
|
|
|
|
||||||
цах со сплошными электродами со |
|
|
|
|
||||||
ответствует |
плюсу на |
электроде, |
|
|
|
|
||||
на |
котором |
формировался |
слой. |
Рис. |
2.20. |
Экспериментальная |
||||
лях |
В преобразователях и усилите |
|||||||||
изображения в качестве |
одно |
зависимость |
выпрямленных то |
|||||||
го из электродов используют сетку |
ков |
от величины |
переменного |
|||||||
из |
тонкой проволоки. |
|
Для |
слоев |
1 |
напряжения. |
||||
фотопроводника |
с таким электро |
|
|
|
|
дом наблюдается изменение поляр ности' выпрямленных темновых токов в зависимости от режима ра
боты (рис. 2.19). При малых, напряжениях имеют место небольшие выпрямленные токи отрицательной полярности. При некотором боль шем напряжении полярность выпрямленного тока, изменяется на no-
7 * |
99 |